Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre as duas leis da Termodinâmica que envolvem conservação de energia e funcionamento das máquinas térmicas. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior Show
Certa máquina térmica que opera em ciclos recebe, em cada ciclo, 250 cal da fonte quente e realiza um trabalho igual a 1045 J. Sabendo disso, marque a alternativa correta: DADOS: 1cal = 4,18 J a) O gás no interior dessa máquina térmica sofre em cada ciclo uma transformação do tipo isocórica, o que explica a transformação integral de energia em trabalho. b) A máquina funciona segundo o princípio de Carnot, logo, seu rendimento é 100%. c) A máquina não contraria a primeira lei da Termodinâmica (conservação da energia), pois está transformando integralmente a energia recebida em trabalho, mas contraria a segunda lei da Termodinâmica, pois possui rendimento de 100%. d) A máquina contraria a primeira lei da Termodinâmica (conservação da energia), pois está transformando integralmente a energia recebida em trabalho, mas não contraria a segunda lei da Termodinâmica, pois possui rendimento de 100% e) A máquina contraria as duas leis da Termodinâmica, pois transforma integralmente a energia recebida em trabalho. Determine o calor recebido da fonte quente e perdido para a fonte fria por um motor a diesel que possui rendimento de 40% e realiza a cada ciclo um trabalho de 2000 J. Expresse as respostas em calorias. DADOS: 1 cal = 4 J a) 1300 cal e 550 cal b) 1250 cal e 1000 cal c) 750 cal e 200 cal d) 1250 cal e 750 cal e) 3000 cal e 5000 cal. Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 150 cal de energia na forma de calor e expande-se, realizando um trabalho de 300 J. Considerando 1 cal = 4,2 J, a variação da energia interna do gás (ΔU) é, em J: a) 250 b) 350 c) 500 d) 330 e) 900 (UFMG) Como consequência da compressão adiabática sofrida por um gás, pode-se afirmar que: a) a densidade do gás aumenta, e sua temperatura diminui. b) a densidade do gás e sua temperatura diminuem. c) a densidade do gás aumenta, e sua temperatura permanece constante. d) a densidade do gás e sua temperatura aumentam. e) a densidade do gás e sua temperatura permanecem constantes. respostas LETRA “C” Se convertermos a energia recebida pela máquina a cada ciclo para a unidade joule, perceberemos que toda a energia fornecida à máquina foi transformada em trabalho: 250 cal x 4,18 = 1045 J Logo, podemos concluir que essa máquina não contraria a primeira lei da Termodinâmica, que trata da conservação da energia e que prevê, em uma transformação isotérmica, a transformação integral de calor em trabalho. Todavia, essa máquina contraria a segunda lei da Termodinâmica, que nos diz que nenhuma máquina térmica operando em ciclos pode transformar integralmente a energia recebida em trabalho. Voltar a questão LETRA “D” A definição de rendimento (R) diz que essa grandeza é fruto da razão entre a energia utilizada e a energia total disponível. Sendo assim, temos que o rendimento do motor a diesel é a razão do trabalho (τ) executado em cada ciclo pela quantidade total de energia fornecida pela fonte quente (Q1): R = τ ÷ Q1 Sabendo que R = 0,4 e que τ = 2000 J, temos: 0,4 = 2000 ÷ Q1 Q1 = 2000 ÷ 0,4 Q1 = 5000 J Como cada caloria equivale a 4J, basta dividir o valor final por 4 para obter a resposta em calorias. Q1 = 5000 ÷ 4 = 1250 cal. O calor fornecido pela fonte quente (Q1) é igual à soma do trabalho (τ) realizado pela máquina com o calor perdido para a fonte fria (Q2): Q1 = τ + Q2 5000 J = 2000 J + Q2 Q2 = 5000 – 2000 = 3000 J Q2 = 3000 ÷ 4 = 750 cal. Voltar a questão LETRA “D” Sabendo que 150 cal correspondem a 630 cal (150 x 4,2 = 630), ao aplicar a primeira lei da Termodinâmica, teremos: Q = τ + ΔU 630 = 300 + ΔU ΔU = 630 – 300 ΔU = 330 J Voltar a questão LETRA “D” A relação entre densidade e volume é inversamente proporcional, logo, em uma compressão, o volume diminui e a densidade aumenta. A partir da primeira lei da Termodinâmica e sabendo que a transformação gasosa é adiabática (não há troca de calor), temos: Q = τ + ΔU 0 = τ + ΔU ΔU = - τ A compressão de um gás é um trabalho negativo. Sendo assim, a temperatura do gás é aumentada, já que ΔU é positivo. Voltar a questão Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas Qual a variação de energia interna de um gás ideal o qual é realizado um trabalho de 80 j durante uma compressão Adiabática?Questão 9. (UFRS) Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre a qual é realizado um trabalho de 80J, durante uma compressão adiabática? Alternativa correta: a) 80 J. Em uma transformação adiabática não há variação de temperatura, o que indica que não ocorreram trocas de calor entre o sistema e o ambiente ...
Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 100j durante uma compressão isotérmica?A variação de energia interna de um gás ideal durante uma compressão isotérmica é nula.
Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre a qual é realizado um trabalho de 80J durante uma compressão Adiabática * 1 ponto a 80 JB 40 JC zero d 40 j?1 resposta(s)
Em uma compressão adiabática não há troca de calor. O trabalho W realizado PELO sistema é de - 80 J ( j=a que + 80 J foi realizado SOBRE ele). Em uma compressão adiabática não há troca de calor. O trabalho W realizado PELO sistema é de - 80 J ( j=a que + 80 J foi realizado SOBRE ele).
Como calcular a variação de energia interna de um gás ideal?Para calcular a energia interna de um gás, temos que associar a energia interna ao movimento das partículas do gás. Isso porque essas partículas estão em constante agitação, isto é, possuem velocidade. Portanto, elas possuem energia de movimento, que é a energia cinética: Ec = m . v² ÷ 2.
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